Viktige beregninger innen elektronikk: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Denne instruksen har til hensikt å liste opp noen av de viktige beregningene som elektronikkingeniører/-produsenter må være klar over. Helt ærlig er det mange formler som kan passe inn i denne kategorien. Så jeg har begrenset denne instruksen til bare grunnleggende formler.

For de fleste formlene som er oppført, har jeg også lagt til lenker til online kalkulatorer som enkelt kan hjelpe deg med å utføre disse beregningene når det blir tungvint og tidkrevende.

Trinn 1: Kalkulator for batterilevetid

Når du driver prosjekter med batterier, er det viktig at vi vet den forventede varigheten et batteri kan drive kretsen/ enheten din på. Dette er viktig for å forlenge batteriets levetid og forhindre uventet feil i prosjektet. Det er to viktige formler knyttet til dette.

Maksimal varighet et batteri kan drive en belastning

Batterilevetid = Batterikapasitet (mAh eller Ah) / Laststrøm (mA eller A)

Hastighet som belastningen trekker strøm fra batteriet

Utladningshastighet C = Laststrøm (mA eller A) / Batterikapasitet (mAh eller Ah)

Utladningshastighet er en viktig parameter som bestemmer hvor mye strøm en krets trygt kan trekke fra et batteri. Dette er vanligvis merket i batteriet eller vil bli gitt i databladet.

Eksempel:

Batterikapasitet = 2000mAh, Laststrøm = 500mA

Batterilevetid = 2000mAh / 500mA = 4 timer

Utladningshastighet C = 500mA/2000mAh = 0,25 C

Her er en online kalkulator for batterilevetid.

Trinn 2: Lineær regulator Power Dissipation

Lineære regulatorer brukes når vi trenger en fast spenning for å drive en krets eller enhet. Noen av de populære lineære spenningsregulatorene er 78xx -serien (7805, 7809, 7812 og så videre). Disse lineære regulatorene fungerer ved å slippe inngangsspenningen og gir jevn utgangsspenning i utgangen. Effekttapet i disse lineære regulatorene blir ofte oversett. Å kjenne kraften som er spredt er ganske viktig, så designere kan bruke kjøleribber for å kompensere for høy effekttap. Dette kan beregnes ved hjelp av formelen nedenfor

Strømavledning er gitt av formelen

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

For å beregne utgangsstrømmen

IOUT = PD / (VIN - VOUT)

Eksempel:

Inngangsspenning - 9V, Utgangsspenning - 5V, Strømutgang -1A Resultat

PD = (VIN - VOUT) x IOUT

= (9 - 5) * 1

= 4Watt

Online kalkulator for lineær regulator effektavledning.

Trinn 3: Spenningsdeler kalkulator

Spenningsdelere brukes til å dele innkommende spenninger til ønsket spenningsnivå. Dette er svært nyttig for å produsere referansespenninger i kretser. Spenningsdeler er vanligvis bygget med minst to motstander. Lær mer om hvordan spenningsdelere fungerer. Formelen som brukes med spenningsdelere er

For å bestemme utgangsspenningen Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

For å bestemme R2 R2 = (Vout x R1) / (Vin - Vout)

For å bestemme R1 R1 = ((Vin - Vout) R2) / Vout

For å bestemme inngangsspenningen Vin = (Vout x (R1 + R2)) / R2

Eksempel:

Vin = 12 V, R1 = 200k, R2 = 2k

Vout = (R2 x Vin) / (R1 + R2)

Vout = (2k x 12)/(200k+2k)

=0.118

= 0,12 V

Trinn 4: RC Timing Calculator

RC -kretser brukes til å generere tidsforsinkelser i mange kretser. Dette skyldes virkningen av motstand som påvirker ladestrømmen som strømmer til kondensatoren. Jo større motstand og kapasitans, jo mer tid tar det for kondensatoren å lade, og dette vil bli vist som forsinkelse. Dette kan beregnes ved hjelp av formelen.

For å bestemme tid i sekunder

T = RC

For å bestemme R

R = T / C

For å bestemme C

C = T / R

Eksempel:

R = 100K, C = 1uF

T = 100 x 1 x 10^-6

T = 0,1 ms

Prøv denne RC -tidskonstanten online kalkulator.

Trinn 5: LED -motstand

LED -er er ganske vanlige er elektroniske kretser. Også lysdioder vil ofte bli brukt med strømbegrensende seriemotstand for å forhindre overdreven strømstrømskade. Dette er formelen som brukes til å beregne seriemotstandsverdien som brukes med LED

R = (Vs - Vf) / If

Eksempel

Hvis du bruker LED med Vf = 2,5V, If = 30mA og inngangsspenning Vs = 5V. Da blir det motstand

R = (5 - 2,5V) / 30mA

= 2,5V / 30mA

= 83Ohm

Trinn 6: Astabil og monostabil multivibrator ved bruk av IC 555

555 IC er en allsidig chip som har et bredt spekter av applikasjoner. Rett fra å generere firkantbølger, modulering, tidsforsinkelser, enhetsaktivering, kan 555 gjøre alt. Astable og Monostable er to vanlige moduser når det gjelder 555.

Astable multivibrator - Den produserer firkantbølgepuls som utgang med fast frekvens. Denne frekvensen bestemmes av motstander og kondensatorer som brukes med den.

Med gitte RA-, RC- og C -verdier. Frekvens og driftssyklus kan beregnes ved hjelp av formelen nedenfor

Frekvens = 1,44 / ((RA +2RB) C)

Driftssyklus = (RA + RB) / (RA + 2RB)

Ved bruk av RA-, RC- og F -verdier kan kapasitans beregnes ved hjelp av formelen nedenfor

Kondensator = 1,44 / ((RA + 2RB) F)

Eksempel:

Motstand RA = 10 kohm, Motstand RB = 15 kohm, Kapasitans C = 100 mikrofarader

Frekvens = 1,44 / ((RA+2RB)*c)

= 1,44 / ((10k+2*15k)*100*10^-6)

= 1,44 / ((40k)*10^-4)

= 0,36 Hz

Driftssyklus = (RA+RB)/(RA+2RB)

= (10k+15k)/(10k+2*15k)

= (25k)/(40k)

=62.5 %

Monostabil multivibrator

I denne modusen vil IC 555 produsere høyt signal i en viss periode når triggerinngangen går lavt. Den brukes til å generere tidsforsinkelser.

Med gitt R og C kan vi beregne tidsforsinkelse ved å bruke formelen nedenfor

T = 1,1 x R x C

For å bestemme R

R = T / (C x 1,1)

For å bestemme C

C = T / (1,1 x R)

Eksempel:

R = 100k, C = 10uF

T = 1,1 x R x C

= 1,1 x 100k x10uF

= 0,11 sek

Her er en online kalkulator for Astable multivibrator og Monostable multivibrator

Trinn 7: Motstand, spenning, strøm og effekt (RVCP)

Vi starter med det grunnleggende. Hvis du er introdusert for elektronikk, har du kanskje visst at motstand, spenning, strøm og kraft er sammenhengende. Hvis du endrer en av de ovennevnte, endres andre verdier. Formelen for denne beregningen er

For å bestemme spenning V = IR

For å bestemme strøm I = V / R

For å bestemme motstand R = V / I

For å beregne effekt P = VI

Eksempel:

La oss vurdere verdiene nedenfor

R = 50 V, I = 32 mA

V = I x R

= 50 x 32 x 10^-3

= 1,6V

Da blir kraften

P = V x I

= 1,6 x 32 x10^-3

= 0,0512 Watt

Her er en Online Ohms lovkalkulator for å beregne motstand, spenning, strøm og effekt.

Jeg vil oppdatere denne Instructable med flere formler.

Legg igjen kommentarene og forslagene nedenfor, og hjelp meg å legge til flere formler i denne instruksen.